MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
(MCU)

1Jorge Silvera, 2Maria C. Maza, 3Rafael Verjel, 4Sebastian Serrano.

1Ingeniería de Sistemas, 2Ingenieria Civil

Laboratorio de Física Mecánica Grupo: ED

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Resumen

En el  presente trabajo se lleva a cabo la validación de aquellas características que posee el movimiento circular uniforme, tomando datos que muestran cómo varían algunas componentes, como lo son, el desplazamiento angular con respecto al tiempo de una pesa en un radio definido para dar como resultado una relación directamente proporcional, ya que a medida que el tiempo aumenta el desplazamiento angular de la pesa cuando este da vueltas también aumenta, se usa la teoría y las bases del movimiento circular uniforme en la práctica del movimiento para entender finalmente que la magnitud de la velocidad angular en un radio definido se mantiene constante en cualquier punto de una circunferencia cuando un objeto se moviliza sobre el mismo.

Palabras claves

Movimiento Circular Uniforme, velocidad angular, radio, pendiente.

Abstract

In the present report, the validation of those characteristics that the uniform circular movement has is carried out, taking data that show how some components vary, as they are, the angular displacement with respect to the time of a weight in a defined radius to give as a result a directly proportional relation, since as the time increases the angular displacement of the weight when it turns it also increases, the theory and the bases of the uniform circular movement in the practice of the movement are used to finally understand that the magnitude of the angular velocity at a defined radius is kept constant at any point of a circle when an object is mobilized on it.

Keywords

Uniform circular movement, angular velocity, radius, slope.

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1.  Introducción

Con este experimento se busca probar los cambios que sufren aquellas componentes que están presente en movimiento circular uniforme.

   En este laboratorio se buscó la variabilidad o el cambio de las componentes del movimiento circular uniforme, la velocidad angular, el radio, el periodo y la frecuencia sacando afirmaciones como el cambio el periodo cuando el radio es mayor o menor, o simplemente de ver si cambia o no (si es variable) la velocidad angular y/o la dirección de esta velocidad haciendo uso de diferentes radios para ver la variabilidad de los mismos.

  Estas incógnitas se responderán a continuación con los cálculos y desarrollo experimental que se hizo para sacar bases para así afirmar o descartar lo dicho por la teoría del movimiento circular uniforme  

2.  Fundamentos Teóricos

2.1 Movimiento Circular Uniforme (MCU)

El movimiento circular uniforme (m.c.u.) es un movimiento de trayectoria circular en el que la velocidad angular es constante. Esto implica que describe ángulos iguales en tiempos iguales. En él, el vector velocidad no cambia de módulo pero sí de dirección (es tangente en cada punto a la trayectoria). Esto quiere decir que no tiene aceleración tangencial ni aceleración angular,  aunque sí aceleración normal.

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Figura 1: elementos de un  movimiento circular.

2.2 Características del movimiento circular uniforme (MCU).

  Algunas de las principales características del movimiento circular uniforme (m.c.u.) son las siguientes:

1. La velocidad angular es constante (ω = cte)
2. El vector velocidad es tangente en cada punto a la trayectoria y su sentido es el del movimiento. Esto implica que el movimiento cuenta con aceleración normal
3. Tanto la aceleración angular (α) como la aceleración tangencial (at) son nulas, ya que la rapidez o celeridad (módulo del vector velocidad) es constante
4. Existe un periodo (T), que es el tiempo que el cuerpo emplea en dar una vuelta completa. Esto implica que las características del movimiento son las mismas cada T segundos. La expresión para el cálculo del periodo es T=2π/ω y es sólo válida en el caso de los movimientos circulares uniformes (m.c.u.)
5. Existe una frecuencia (f), que es el número de vueltas que da el cuerpo en un segundo. Su valor es el inverso del periodo

2.3 Ecuaciones de Movimiento Circular Uniforme.

2.3.1 Velocidad Angular

En el MCU, la velocidad angular se puede calcular a partir del período o la frecuencia, ya que el período y la frecuencia son constantes.

     w = 2π / T                (1)

2.3.2 Velocidad Tangencial

La velocidad lineal de una partícula que describe MCU es un vector tangente a la trayectoria. Su magnitud se obtiene, calculando el arco recorrido en la unidad de tiempo.

Cuando el móvil da una vuelta completa, recorre un arco igual a la longitud de una circunferencia y emplea un tiempo igual a un periodo, por lo gtanto:

Vt=2π/T                (2)

La velocidad tangencial también se puede calcular multiplicando velocidad angular por el radio:

Vt=wr                         (3)

2.3.3 Posición angular

La posición de la partícula depende de su posición inicial y de la velocidad a la que se desplaza.

θ= θ0 + w t                         (4)

2.3.4 Frecuencia

Es el número de vueltas que el cuerpo en la unidad de tiempo. Se simboliza con la letra f y sus unidades son vueltas / segundos, revoluciones por minuto (r.p.m) o revoluciones por segundo (r.p.s); operacionalmente la unidad de frecuencia es s-1

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